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CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门361005, [2]厦门大学化学化工学院化学系,福建厦门361005
  • 相关基金:国家自然科学基金(20433040)
中文摘要:

采用连续式离子层吸附与反应法制备了CdS量子点敏化的ZnO纳米棒电极.应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对CdS量子点/ZnO纳米棒电极的形貌、晶型和颗粒尺寸进行了分析和表征;采用光电流-电位曲线和光电流谱研究了不同CdS循环沉积次数及不同沉积浓度对复合电极的光电性能影响.结果表明,前驱体浓度都为0.1mol·L-1且沉积15次敏化后的ZnO纳米棒阵列电极光电性能最好.与单纯的ZnO纳米棒阵列电极和单纯的CdS量子点电极相比,其光电转换效率显著提高,单色光光子-电流转换效率(IPCE)在380nm处达到76%.这是因为CdS量子点可以拓宽光的吸收到可见光区,并且在所形成的界面上光生载流子更容易分离.荧光光谱实验进一步说明了光电增强的原因是,两者间形成的界面中表面态大大减少,有利于减少光生电子和空穴的复合.

英文摘要:

We sensitized CdS quantum dots on a ZnO nanorod array electrode by the successive ionic layer adsorption and reaction method.Scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffraction(XRD),and transmission electron microscopy(TEM) experiments were performed to characterize the morphology,crystalline phase,and grain size of the CdS quantum dot sensitized ZnO nanorod array electrodes.The effect of CdS deposition cycle number and the precursor concentration were studied by photocurrent-potential characteristics and photocurrent spectra.The results showed that the best photoelectrochemical performance was obtained at 0.1 mol·L-1 for both Cd2+ and S2-after 15 cycles.Meanwhile,the composite films exhibited a remarkably enhanced photoelectric conversion efficiency compared with the ZnO nanorods array films and with CdS quantum dot electrodes.The monochromatic incident photon-toelectron conversion efficiency(IPCE) was as high as 76% at 380 nm.This may be attributed to the broad light harvesting capability of CdS and the efficient separation of photogenerated carriers on its interface.The reason for this enhancement was further confirmed by a photoluminescent experiment.The results showed that sensitization with CdS quantum dots reduced the recombination of electron and hole pairs resulting in an enhancement in the photocurrent.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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